问题 解答题
已知双曲线
x2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,b>0)
的右定点为A,右焦点为F,右准线与x轴交于点B,且与一条渐近线交于点C,点O为坐标原点,又OA=2OB,OA•OC=2,过点F的直线与双曲线右交于点M、N,点P为点M关于x轴的对称点.
(1)求双曲线的方程;
(2)证明:B、P、N三点共线;
(3)求△BMN面积的最小值.
答案

(I)由题意得A(a,0),B(

a2
c
,0,又
OA
=2
OB
a2
c
=
a
2
…①

x=
a2
c
y=
b
a
x
C(
a2
c
ab
c
). ∴
OA
OC
=2
a2
c
=2…②

联立①、②,得a=2,c=4

∴双曲线的方程为

x2
4
-
y2
12
=1.

(II)由(I),得点B(1,0),F(4,0),设直线l的方程为x=ty+4

x2
4
-
y2
12
=1
x=ty+4
⇒(3t2-1)y2+24ty+36=0

BP
=(x1-1,-y1), 
BN
=(x2-1 ,y2)

∵(x1-1)y2-(x2-1)(-y1)=x1y2+x2y1-(y1+y2)=(ty1+4)y2+(ty2+4)y1=(ty1+4)y2+(ty2+4)y2

-(y1+y2)=2ty1y2+3(y1+y2)=2t•

36
3t2-1
+3
-24t
3t2-1
=0

∴向量

BP
BN
共线,∴B、P、N三点共线.

(III)∵直线l与双曲线右支相交于M、N两点

∴x1x2=(ty2+4)(ty2+4)=t2y1y2+4t(y1+y2)+16

=t2

36
3t2-1
+4t•
-24t
3t2-1
+16>0⇒
3t2+4
3t2-1
<0
t2
1
3

S△BMN=

1
2
|BF|• |y1-y2|=
3
2
(24t)2-4•36•(3t2-1)
|3t2-1|

=

18
1+t2
|3t2-1|
=
18
1+t2
1-3t2
=
6
3
3+3t2
1-3t2

令u=1-3t2,u∈(0,1]

S△BMN=6

3
4-u
u
=6
3
4
u2
-
1
u
=6
3
4(
1
u
-
1
8
)2 -
1
16

由u∈(0,1]⇒

1
u
∈[1,+∞)

1
u
=1,即t=0时,△BMN面积最小值为18.

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